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1、第十四章 分子动理论知能图谱一、物体由分子组成分子热运动知识能力解读知能解读（一）分子的大小分子的形状是不规则的，分子结构是很复杂的。通常情况下，可以将分子看成球体或立方体。（1）分子线度的数量级约为。（2）分子质量的数量级约为。（3）分子体积的数量级约为。（4）阿伏加德罗常数：。阿伏加德罗常数是联系微观世界与宏观世界的桥梁。知能解读（二）分子热运动的两种表现形式1扩散现象（1）定义：不同物质互相接触时彼此进人到对方中去的现象。（2）特点：扩散快慢与物质的状态、温度有关。从浓度大向浓度小处扩散。2布朗运动（1）定义：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒，由于受到液体或气体分子无规则撞击的不平衡使固体
2、小颗粒所做的无规则运动叫布朗运动。（2）特点：永不停息、无规则；颗粒越小，现象越明显；温度越高，运动越剧烈。（3）产生原因固体颗粒越小、液体温度越高，布朗运动越剧烈。原因是固体颗粒越小，其受到液体分子撞击的不平衡性越大，且自身惯性越小，故运动变化越快；液体温度越高，液体分子的运动越剧烈，液体分子对固体颗粒的撞击力就越大。3布朗运动与扩散现象的比较 现象比较项目布朗运动扩散现象产生条件悬浮在液体或气体中的足够小的颗粒相互接触的两种物质，在气体、液体和固体中都能发生影响快慢的因素颗粒的大小和温度的高低物体的状态和温度的高低本质颗粒在液体或气体分子撞击下的无规则运动分子的无规则运动与分子运动的关系间
3、接地证明了分子的无规则运动，并且是永不停息的证明了分子的无规则运动方法技巧归纳方法技巧（一）油膜法估测分子的大小方法指导 油膜法估测分子大小的解题思路（1）按比例关系计算出纯油酸的体积V。一滴油酸酒精溶液的体积（N为滴数，为N滴油酸酒精溶液的体积）。一滴油酸酒精溶液中纯油酸所占体积（为纯油酸体积，为油酸酒精溶液的总体积）。（2）采用“互补法”计算出油膜的面积S。在坐标纸上，面积大于半个方格的算一个，不足半格的舍去不算。油膜薄层的面积，n为有效格数，a为小格的边长。（3）利用公式求出的数值就是分子直径的大小。方法技巧（二）微观量的估算方法方法指导 作为宏观量的摩尔质量M、摩尔体积、密度与作为微观
4、量的分子直径d、分子质量m、每个分子的体积V，都可通过阿伏加德罗常数联系起来。如下所示。注意由于固体和液体中分子间距离较小，则可以近似表示每个分子的体积。而气体分子间的距离很大，用只能表示每个气体分子平均占据的空间，那么就可以表示气体分子间的平均距离了。易错易混辨析易错易混（一）布朗运动与扩散现象的异同和联系布朗运动扩散现象不同点一直存在着，并能观察到达到热平衡后就观察不到了相同点直接或间接地反映了分子的无规则运动联系扩散现象属于布朗运动的一种表现形式易错易混（二）误认为悬浮在液体或气体中的微小颗粒或气体分子一的运动；误认为尘埃在空气中的运动是布朗运动悬浮在液体或气体中的微小颗粒的运动是受到液
5、体或气体分子的撞击而发生的，它的运动是液体或气体分子运动的反映，而不是分子的运动；悬浮在空气中的尘埃，虽然看似是无规则运动，但其在重力作用下仍要做定向移动，故尘埃在空气中的运动不是布朗运动。高考能力培养高考能力（一）考纲解读内容要求考纲解读物体是由大量分子组成的知道物体是由大量分子组成的分子永不停息地做无规则运动知道分子永不停息地做无规则运动阿伏加德罗常数会用阿伏加德罗常数求分子质量、直径（二）能力培养理解能力二、分子间的作用力知识能力解读知能解读(一)分子间作用力的变化分子间的作用力与分子间的距离有关，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较
6、快。分子力随分子间距离变化的关系如图所示。(1)当(为)时，和相等，此二力的合力F为零，即分子间表现为没有作用力，此时分子所处的位置称为平衡位置。(2)当时，和都随距离的减小而增大，但，F表现为斥力。(3)当时，和都随距离的增大而减小，但，F表现为引力。当时，和都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力。知能解读(二)分子动理论分子动理论是从物质微观结构的角度来研究热现象的理论。方法技巧归纳方法技巧：分子力变化的判断方法方法指导：分子间的引力和斥力是同时存在的，且同时随分子间的距离增大而减小，总是斥力比引力变化得快。易错易混辨析易错易混：认为当两分子间的距离时，分子间无作用力当两分子间的距离
7、为时，只是在效果上不表现出相互作用，而实质是当两分子间距离为时，两分子间仍存在引力和斥力，只是引力与斥力大小相等，才不表现出相互作用。高考能力培养高考能力(一)考纲解读内容要求考纲解读分子间存在着引力和斥力了解分子力的特点三、温度 内能 热平衡定律知识能力解读知能解读(一)热平衡与温度、温标1状态参量：描述系统状态的物理量，叫系统的状态参量。如体积、压强、温度等。2平衡态：系统所有性质都不随时间变化的状态叫平衡态。3热平衡：两个系统相互接触，它们之间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的状态参量不再变化，此时的状态叫热平衡状态，我们说两系统达到了热平衡。4热平衡定律：如果两个系
8、统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。5温度：达到了热平衡的系统具有“共同特点”，我们用温度来表征这个“共同特点”，客观上表示物体的冷热程度。6温标：定量描述温度的方法。(1)摄氏温标：规定标准大气压下冰水混合物的温度为0摄氏度，沸水的温度为100摄氏度，在0和100之间分成100等份，每一等份就是1，这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示的温度叫摄氏温度(t)。(2)热力学温标：规定摄氏温度的-273.15为零值，它的一度也等于摄氏温度的一度，这种表示温度的方法就是开尔文温标，也叫热力学温标。表示的温度叫热力学温度(T)，单位为开尔文，简称开，符号为K。(3)热
9、力学温度与摄氏温度的关系：。知能解读(二)分子动能1定义：分子做热运动所具有的动能，叫做分子动能。2分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能。温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大。说明(1)温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲是无意义的。(2)不同种物质的物体，如果温度相同，则它们的分子平均动能相同，但它们分子的平均速率不一定相同。(3)分子的平均动能与物体运动的宏观速度无关。(4)温度是大量分子无规则运动的宏观表现，不反映单个分子的特性，高温物体内部也存在动能很小的分子。知能解读(三)分子势能1定义：分子间由分子力和分子间的相对位置所决定的能，
10、叫分子势能。2决定因素宏观上与物体体积有关，微观上由分子间距离决定。3分子势能与分子间距离的关系(1)当时，分子力表现为引力，随着r的增大，需不断克服分子引力做功，分子势能增大。(2)当时，分子力表现为斥力，随着r的减小，需不断克服分子斥力做功，分子势能增大。(3)当时，分子力为0，分子势能为最小值。如图所示，为分子势能曲线。规定无限远处，分子势能为0。4分子力做功与分子势能的关系分子力做的功是分子势能变化的量度，分子力做正功分子势能减小，分子力做负功分子势能增大，分子势能的变化量就等于分子力所做的功的量。知能解读(四)物体的内能1定义：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能
11、。2内能的决定因素微观宏观量值分子的动能分子永不停息地做无规则运动与温度有关永远不等于零分子的势能分子间相互作用的引力和斥力所决定的能与物体体积有关可能等于零物体的内能分子热运动和分子间作用力与分子数、温度、体积有关永远不等于零知能解读(五)内能与机械能的区别与联系项目内能机械能定义物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定因素由物体内部状态决定跟宏观运动状态、参考系和参考平面的选取有关测量无法测量可测量本质微观分子的热运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果是否为零永不为零一定条件下可以为零对应运动形式微观分子的热运动宏观物体的机械运动联系一定
12、条件下可以相互转化方法技巧归纳方法技巧：分子间距离的变化与分子势能变化的分析方法方法指导：(1)根据分子力做功与分子势能的变化来判断：分子力做正功，分子势能减小，反之增大。(2)根据分子势能与分子间距离的关系来判断：如图所示，两分子在平衡位置时势能最小。从此位置开始无论分子间距离是增大还是减小，分子势能都增大。(3)分子势能具有相对性，无论取哪一点势能为0，两分子在平衡位置时势能最小，常取两分子之间距离为无穷远处势能为0。若取两分子在平衡位置时的势能为0，则无论分子间距如何变化，分子势能都不可能为负值。易错易混辨析易错易混：内能与机械能、热量的辨析内能与机械能是两个不同的物理概念。内能是由大量分子的热运动和分子间的相对位置所决定的能。机械能与物体内能没有直接联系。物体的机械能在一定条件下可以等于零，但物体的内能不可能等于零，这是因为组成物体的分子在永不停息地做无规则的热运动，分子之间彼此有相互作用。内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能，而热量是一个过程量，它表示由于传热而引起的内能变化过程中转移的能量，即内能的改变量。如果没有传热，就无所谓热量，但此时物体仍有一定的内能。例如，我们不能说“某物体在某温度时具有多少热量”。高考能力培养高考能力(一)考纲解读内容要求考纲解读温度是分子平均动能的标志、内能知道温度的微观意义和内能的决定因素
